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円筒タンクのスロッシング解析#

気液二相流解析ソフトウェア Advance/FrontFlow/MP 事例

概要#

地震波による円筒タンクのスロッシング解析の例をご紹介します。1968年十勝沖地震の八戸港湾での強震記録(*)を2倍にした地震波をX,Y,Z方向に同時入力し、内径4m×高さ4mの円筒タンク内の液体挙動、波高分布、最大波高と最小波高の時間変化、天板における最大圧力の時間変化を解析しました。 

(*)翠川三郎,三浦弘之:1968年十勝沖地震の八戸港湾での強震記録の再数値化,日本地震工学会論文集, 第10巻, 第2号, pp.12-21, 2010.

解析条件#

解析条件 設定値
タンク形状 内径4m×高さ4mの円筒
初期液面高さ 3m
液体 軽油
気体 空気(空気の速度も計算しています)
入力波 1968年十勝沖地震の八戸港湾での強震記録を2倍にした波
計算格子の節点数 588,729
周方向のメッシュ分割数 96
高さ方向のメッシュ分割数 200
時間刻み 0.002s
現象時間 30s

円筒タンクのスロッシング解析

図1 入力波

円筒タンクのスロッシング解析

図2 計算格子図(鳥瞰図)

円筒タンクのスロッシング解析

図3 計算格子図(平面図)

円筒タンクのスロッシング解析

図4 計算格子図(正面図)

解析結果#

図5 タンク内の液体挙動

図6 波高分布

円筒タンクのスロッシング解析

図7 最大波高と最小波高の時間変化

円筒タンクのスロッシング解析

図8 天板における最大圧力の時間変化

本解析でわかったこと#

実測値はありませんが、地震波による円筒タンク内の液体挙動、波高分布、最大波高と最小波高の時間変化、天板における最大圧力の時間変化は定性的に妥当に解析できているものと考えられます。

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